Patrones de Flujo en Tuberias Verticales y Horizontales

PATRONES DE FLUJO EN TUBERIAS VERTICALES Y HORIZONTALES Parámetros o regímenes de flujo en tuberías verticales, horizontales e inclinadas. Los patrones de flujo son las distintas configuraciones que forman dos más fases al fluir juntas por un conducto. Estos han sido estudiados tanto teórica como experimentalmente con el objetivo de explicar sus ventajas y desventajas en el transporte de crudos. • Patrones de flujo en tuberías horizontales: 1. Flujo Estratificado: esta se caracteriza por la perfecta por la perfecta separación de las fases liquida y gaseosa por efecto de la gravedad y bajos flujos. La fase liquida fluye por la parte inferior de la tubería mientras que el gas viaja por la parte superior. Este patrón se subdivide en estratificado laminar, donde la interfase gas-liquido es lisa y estratificado ondulado, donde se producen ondas estables en la superficie producto de una tasa mayor de gas. 2. Flujo intermitente: se caracteriza por la formación de tapones de líquido y gas, resultado de la coalescencia de las burbujas de gas a medida que aumenta el flujo del mismo. Este se subdivide en burbuja alargada y slug, estos dos patrones se diferencian en la frecuencia y tamaño de las burbujas, ya que el primero presenta burbujas, mas largas y con menor frecuencia que el régimen slug, además tiene menor cantidad de burbujas de gas en el tapón liquido. 3. Flujo anular: ocurre a flujos elevados de gas, este se desplaza a alta velocidad por el centro de la tubería empujando el líquido hacia las paredes y forman así una delgada película anular. cuando los flujos de gas son bajos gran parte del liquido se desplaza por el fondo de la tubería y se forman ondas inestables que mojan ocasionalmente la pared superior de la tubería, en este caso se denomina flujo anular ondulado. 4. Flujo disperso: en este caso el gas viaja en forma de ge burbujas debido a la elevada velocidad. La mayor parte de las burbujas se encuentran en la parte superior de la tubería y se van colocando de manera uniforme en el área transversal conforme aumenta el flujo del líquido. Para el flujo disperso existen cuatro sub-patrones: 1. Dispersión de aceite en agua: el flujo dominante es el agua. Existe una dispersión de aceite en agua en el tope de la tubería, y en el fondo fluye una capa estratificada. 2. Emulsión de aceite en agua: se observan flujos, y el agua es la fase dominante. Se produce una fase discontinua de gotas muy finas que están totalmente dispersas a lo largo de toda la sección transversal de la tubería. 3. Dispersión de agua en aceite y aceite en agua: el líquido dominante es el aceite. Por el tope de la tubería fluyen gotas de agua dispersas en aceite, y por el fondo fluye una capa de agua con gotas de aceite dispersas en ella. 4. Emulsión de agua en aceite: ocurre a grandes caudales de aceite (fase dominante) y se observa como el agua se distribuye en gotas en toda el área transversal de la tubería.

• Patrones de flujo en tuberías verticales: 1. Flujo de burbuja: la tubería se encuentra llena de liquido y la fase de gas libre se presenta en pequeñas burbujas las cuales se mueven a diferentes velocidades exceptuando aquellas que por su densidad tienen pequeños efectos en el gradiente de presión.la presión de la tubería esta siempre en contacto con la fase liquida. 2. Flujo Slug: la fase gaseosa es más significativa. Sin embargo la fase liquida sigue siendo continua, las burbujas de gas coalescen y forman tapones o slugs los cuales ocupan prácticamente toda la sección transversal de la tubería. El líquido que rodea la burbuja puede moverse a bajas velocidades en forma descendente. El gas y el líquido tienen efectos significativos en la caída de presión. 3. Flujo de transición o churn: es cuando ocurre el cambio de la fase liquida continua a la fase de gas continua. Las burbujas de gas pueden unirse y el líquido puede entrar en la burbuja. Aunque los efectos del líquido son significantes, dominan los de la fase gaseosa. 4. Flujo Anular: la fase gaseosa es continua y la mayor parte del liquido se introduce en esta forma de gotitas, la pared de la tubería está cubierta por una película de liquido y la fase gaseosa controla la caída de presión . • Patrones de flujo tubería inclinada: 1. Flujo Anular: como en el caso del flujo horizontal, este flujo se caracteriza por un movimiento rápido en el centro gaseoso con entrada de gotas líquidas y un bajo movimiento de la película líquida alrededor de la pared de la tubería. El flujo está asociado con una estructura de onda interfacial, que resulta en una alta tensión de corte interfacial. 2. Flujo Revuelto (Churn (CH)). este patrón de flujo es caracterizado por un movimiento oscilatorio de la fase líquida. El flujo Revuelto es similar al flujo Bache, pero se ve mucho más caótico, sin límites limpios entre las dos fases. Esto ocurre a altas tasas de flujo de gas, donde el bache líquido recorre la tubería volviéndose espumoso. Los baches estallan a través de la fase gaseosa, y entonces ellos se rompen, cayendo hacia atrás, y emergiendo con el siguiente bache. Como resultado de esto, la burbuja Taylor en forma de bala es destruida y ocurre un remolino.

CAIDA DE PRESION EN UNA TUBERIA HA HOYO DESNUDO DE LOS FACTORES QUE FLUYEN